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An?lise da efici?ncia t?rmica na inje??o de vapor em reservat?rios de ?leo pesado

Gurgel, Antonio Robson 04 December 2015 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-05-08T17:34:51Z No. of bitstreams: 1 AntonioRobsonGurgel_TESE.pdf: 19778169 bytes, checksum: d9084d105aa006a9e3b12128107398f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Monica Paiva (monicalpaiva@hotmail.com) on 2017-05-08T17:40:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AntonioRobsonGurgel_TESE.pdf: 19778169 bytes, checksum: d9084d105aa006a9e3b12128107398f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T17:40:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AntonioRobsonGurgel_TESE.pdf: 19778169 bytes, checksum: d9084d105aa006a9e3b12128107398f8 (MD5) Previous issue date: 2015-12-04 / Nos m?todos t?rmicos de recupera??o de petr?leo, o calor transferido para a rocha-reservat?rio pode ser proveniente da inje??o de fluidos quentes (?gua quente ou vapor), por meio da combust?o in situ ou de aquecimento eletromagn?tico. Do ponto de vista energ?tico, apenas uma fra??o do calor injetado ir? aquecer efetivamente o meio poroso e assim auxiliar no aumento do fator de recupera??o final do ?leo, pois parte desse calor se perde nas linhas de inje??o, forma??es adjacentes ? zona produtora e nos po?os injetores e produtores. Uma das formas de se medir a quantidade de calor presente no meio poroso ? atrav?s da efici?ncia t?rmica, que pode ser definida como a raz?o entre o calor remanescente do reservat?rio e o calor l?quido injetado. A an?lise desta vari?vel pode auxiliar no gerenciamento da quantidade de energia necess?ria e que est? sendo gasta para recupera??o de ?leo. Para a realiza??o deste estudo, foi desenvolvido um modelo num?rico, semissint?tico, em um sistema cartesiano de malhas, com um padr?o de ? de five spot invertido, utilizando o programa STARS (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator), do grupo CMG (Computer Modelling Group Ltd.). Os par?metros de reservat?rios e operacionais analisados neste estudo foram a espessura da zona produtora de ?leo, a condutividade t?rmica da rocha e a capacidade calor?fica das forma??es adjacentes (topo e base), a vaz?o de inje??o de vapor, o t?tulo e a completa??o dos po?os injetores e produtores. J? as vari?veis avaliadas foram a efici?ncia t?rmica, o fator de recupera??o e o valor presente l?quido, durante o per?odo de 15 anos. A forma??o portadora de hidrocarbonetos possui caracter?sticas de rocha-reservat?rio similares ?s encontradas no Nordeste Brasileiro, mais especificamente da Bacia Potiguar, contendo ?leo de alta viscosidade. A partir dos resultados obtidos nas simula??es num?ricas, verificou-se que o comportamento da efici?ncia t?rmica foi fortemente dependente das espessuras da zona produtora, da condutividade t?rmica e capacidade calor?fica das forma??es adjacentes, das taxas de inje??o de vapor, do t?tulo e da completa??o dos po?os. Em rela??o ? espessura, maiores valores deste par?metro melhoraram a fra??o de calor remanescente do ?leo. Por outro lado, o incremento no t?tulo do vapor e na vaz?o de inje??o favoreceram o aumento da efici?ncia t?rmica apenas antes da ocorr?ncia da erup??o de calor no po?o produtor, mas passaram a reduzir a efici?ncia t?rmica ap?s o referido evento. Isto n?o havia sido predito nos modelos cl?ssicos encontrados na literatura. / Nos m?todos t?rmicos de recupera??o de petr?leo, o calor transferido para a rocha-reservat?rio pode ser proveniente da inje??o de fluidos quentes (?gua quente ou vapor), por meio da combust?o in situ ou de aquecimento eletromagn?tico. Do ponto de vista energ?tico, apenas uma fra??o do calor injetado ir? aquecer efetivamente o meio poroso e assim auxiliar no aumento do fator de recupera??o final do ?leo, pois parte desse calor se perde nas linhas de inje??o, forma??es adjacentes ? zona produtora e nos po?os injetores e produtores. Uma das formas de se medir a quantidade de calor presente no meio poroso ? atrav?s da efici?ncia t?rmica, que pode ser definida como a raz?o entre o calor remanescente do reservat?rio e o calor l?quido injetado. A an?lise desta vari?vel pode auxiliar no gerenciamento da quantidade de energia necess?ria e que est? sendo gasta para recupera??o de ?leo. Para a realiza??o deste estudo, foi desenvolvido um modelo num?rico, semissint?tico, em um sistema cartesiano de malhas, com um padr?o de ? de five spot invertido, utilizando o programa STARS (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator), do grupo CMG (Computer Modelling Group Ltd.). Os par?metros de reservat?rios e operacionais analisados neste estudo foram a espessura da zona produtora de ?leo, a condutividade t?rmica da rocha e a capacidade calor?fica das forma??es adjacentes (topo e base), a vaz?o de inje??o de vapor, o t?tulo e a completa??o dos po?os injetores e produtores. J? as vari?veis avaliadas foram a efici?ncia t?rmica, o fator de recupera??o e o valor presente l?quido, durante o per?odo de 15 anos. A forma??o portadora de hidrocarbonetos possui caracter?sticas de rocha-reservat?rio similares ?s encontradas no Nordeste Brasileiro, mais especificamente da Bacia Potiguar, contendo ?leo de alta viscosidade. A partir dos resultados obtidos nas simula??es num?ricas, verificou-se que o comportamento da efici?ncia t?rmica foi fortemente dependente das espessuras da zona produtora, da condutividade t?rmica e capacidade calor?fica das forma??es adjacentes, das taxas de inje??o de vapor, do t?tulo e da completa??o dos po?os. Em rela??o ? espessura, maiores valores deste par?metro melhoraram a fra??o de calor remanescente do ?leo. Por outro lado, o incremento no t?tulo do vapor e na vaz?o de inje??o favoreceram o aumento da efici?ncia t?rmica apenas antes da ocorr?ncia da erup??o de calor no po?o produtor, mas passaram a reduzir a efici?ncia t?rmica ap?s o referido evento. Isto n?o havia sido predito nos modelos cl?ssicos encontrados na literatura.
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Degrada??o termocatal?tica de petr?leo pesado utilizando SBA-15 contendo alum?nio e c?rio

Ara?jo, Larissa Cicianny Luz Ferreira de 26 August 2016 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-13T19:56:34Z No. of bitstreams: 1 LarissaCiciannyLuzFerreiraDeAraujo_TESE.pdf: 3361603 bytes, checksum: 8da0327f1fa708d7b02bec63cf53a5f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-19T11:40:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LarissaCiciannyLuzFerreiraDeAraujo_TESE.pdf: 3361603 bytes, checksum: 8da0327f1fa708d7b02bec63cf53a5f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T11:40:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LarissaCiciannyLuzFerreiraDeAraujo_TESE.pdf: 3361603 bytes, checksum: 8da0327f1fa708d7b02bec63cf53a5f0 (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Os nanomateriais (catalisadores) mesoporosos e microporosos s?o considerados promissores para obten??o de derivados leves a partir de fra??es pesadas do petr?leo e como adsorventes para prote??o ambiental. Este trabalho reportou a sintetize pelo m?todo hidrot?rmico, e caracteriza??o de catalisadores heterog?neos mesoporosos, do tipo SBA-15, com adi??o dos metais c?rio e alum?nio, avaliando sua atividade e seletividade na degrada??o t?rmica de ?leo pesado. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por an?lise termogravim?trica (TG/DTG), difra??o de raios X (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia de fluoresc?ncia de raios X (FRX), espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e adsor??o de nitrog?nio (BET). A caracteriza??o mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nanoestruturado, ordenado e com di?metro de poros e ?rea superficial de acordo com a literatura existente. Com o intuito de verificar a atividade catal?tica dos mesmos, utilizou-se uma amostra de petr?leo pesado (?API=14), fornecido pela Petrobras, realizando-se atrav?s da termogravimetria o processo de degrada??o t?rmica e catal?tica do ?leo. Mediante as curvas termogravim?tricas obtidas, observou-se uma redu??o na temperatura de in?cio do processo de decomposi??o catal?tica do petr?leo. Atrav?s do modelo cin?tico n?o isot?rmico de Ozawa Flynn Wall (OFW) obtiveram-se alguns par?metros para determina??o da energia de ativa??o aparente das decomposi??es. Os resultados obtidos das difra??es de raio X mostraram atrav?s de picos caracter?sticos que a estrutura hexagonal foi formada, verificando que a melhor raz?o foi Si/Ce = 5 devido a sua intensidade em alto ?ngulo. Os espectros de infravermelho apresentaram absor??es caracter?sticas de materiais da fam?lia SBA-15. Da adsor??o de nitrog?nio, obtendo-se par?metros compat?veis aos encontrados na literatura, que lhes conferem serem promissores na ?rea da degrada??o de petr?leo, devido aos seus mesoporos facilitarem o acesso de grandes mol?culas. O di?metro m?dio dos poros variou significativamente com a incorpora??o do alum?nio e do c?rio. A espessuras de parede (Wt) ficou na faixa de 2,96 a 4,07 nm, observando assim um aumento deste par?metro que deve-se a incorpora??o dos metais na parede, indicando que a incorpora??o do c?rio, n?o bloqueou os mesoporos. O acr?scimo de alum?nio reduziu a area superficial (SBET) de 893 para 763 m2g-1, no entanto com o acr?scimo do c?rio com o alum?nio esta ?rea aumentou para 826 m2g-1. Para o petr?leo a temperatura inicial e final de perda de massa; apresentando apenas dois eventos devido ao teor de enxofre mercapt?dico, o qual influencia no surgimento do terceiro evento, j? que esse teor ? medido pela quantidade de enxofre nos an?is arom?ticos (HC pesados). A mistura do Petr?leo + 12% de Ce5Al50SBA-15 evidenciando a atividade catal?tica deste material. / Nanomaterials (catalysts) are microporous and mesoporous considered promising for obtaining light oil products from heavy oil fractions and adsorbents for environmental protection. This paper reported the synthesizes by hydrothermal method, and characterization of mesoporous heterogeneous catalysts, the SBA-15 type with addition of metals cerium and aluminum, evaluating their activity and selectivity in the thermal degradation of heavy oil. Samples of nanostructured materials were characterized by thermal gravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), ray fluorescence spectroscopy X (XRF) spectroscopy, absorption in the infrared region Fourier transform (FTIR) and nitrogen adsorption (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a nanostructured catalyst and ordered pore diameter and surface area according to the literature. In order to check the catalytic activity of the same, we used a heavy oil sample (?API = 14), supplied by Petrobras, is performing through thermogravimetry the process of thermal and catalytic degradation of the oil. Through the thermogravimetric curves, it was observed a reduction in the opening of oil decomposition catalytic process temperature. Through non isothermal kinetic model Ozawa Flynn Wall (OFW) gave some parameters to determine the apparent activation energy of decomposition. Obtaining as results of X-ray diffraction showed through characteristic peaks that the hexagonal structure was formed, noting that the best reason was Si / Ce = 5 because of its intensity at a high angle. The infrared spectra showed absorptions family material characteristics SBA-15. The nitrogen adsorption, obtaining parameters compatible with those found in the literature which confer them to be promising in the field of oil degradation due to their mesopores facilitate access of large molecules. The average pore diameter varied significantly with the incorporation of aluminum and cerium. The wall thickness (Wt) was in the range from 2.96 to 4.07 nm, thus observing an increase in this parameter which is due to incorporation of the metals into the wall, indicating that the incorporation of cerium, did not block the mesopores. The addition of aluminum reduced the surface area (SBET) of 893 to 763 m2 g-1, however with the addition of cerium with aluminum this area increased to 826 m2 g-1. For the oil temperature and the initial end of weight loss; presenting only two events due to mercapt?dico sulfur, which influences the appearance of the third event, since that content is measured by the amount of sulfur in aromatic rings (heavy HC). The mixture of oil + 12% of Ce5Al50SBA-15 showing the catalytic activity of this material.
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Otimiza??o de alternativas de explota??o de um campo petrol?fero submetido ? inje??o de ?gua utilizando o algoritmo NSGA-II

Silva, Francisca de F?tima do Nascimento 06 March 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-07-17T13:14:38Z No. of bitstreams: 1 FranciscaDeFatimaDoNascimentoSilva_TESE.pdf: 4413362 bytes, checksum: e0033cfcbd51c0cdcb5f93d10f64d5d3 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-07-19T11:55:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscaDeFatimaDoNascimentoSilva_TESE.pdf: 4413362 bytes, checksum: e0033cfcbd51c0cdcb5f93d10f64d5d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-19T11:55:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscaDeFatimaDoNascimentoSilva_TESE.pdf: 4413362 bytes, checksum: e0033cfcbd51c0cdcb5f93d10f64d5d3 (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O desenvolvimento de um campo petrol?fero pode ser entendido como o conjunto de a??es necess?rias para colocar o campo em produ??o: perfura??es, sistemas de inje??o, plataformas, etc. A forma como ser? feito este desenvolvimento define uma ou mais alternativas. Assim, definir alternativas de desenvolvimento de um campo petrol?fero ? uma das tarefas mais importantes na ?rea de reservat?rios, dado que estas defini??es afetam o comportamento do reservat?rio, decis?es futuras, an?lises econ?micas e, consequentemente, a atratividade resultante dos projetos definidos. Este trabalho apresenta a implementa??o de um sistema otimizador multiobjetivo baseado no algoritmo gen?tico NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), que oferece uma ferramenta de suporte ? decis?o e automatiza a busca de alternativas para o desenvolvimento de campos petrol?feros submetidos ao processo de inje??o de ?gua. Cada alternativa refere-se ? forma como um campo petrol?fero, conhecido e delimitado, ? colocado em produ??o, isto ?, diz respeito ? determina??o do n?mero e a disposi??o dos po?os produtores e injetores no campo. A aplica??o do algoritmo consiste em encontrar as configura??es de produ??o que, em longo prazo, forne?am o maior Valor Presente L?quido (VPL), obtido a partir do custo de investimento inicial, do pre?o do petr?leo, da produ??o de ?leo e dos custos de opera??o pagos durante o tempo de produ??o, ou seja, a condi??o operacional mais vi?vel economicamente, reduzindo o tempo do processo de tomada de decis?o. Com os resultados apresentados foi poss?vel observar que em v?rios casos as aplica??es das linhas de a??o possibilitaram aumentos significativos no VPL e no Fator de Recupera??o ao final do projeto. Considerando o Caso_36 de dimens?o de malha de 300m, o Fator de Recupera??o aumentou de 45,66% para 50,24%, um aumento de quase 5 pontos percentuais no volume de ?leo recuperado. Diante do exposto, observa-se que as interven??es operacionais de alterar (aumentar ou diminuir) a vaz?o de inje??o de ?gua inicial ou mudar o layout de malha no campo melhoram a rentabilidade, reduzindo os custos com a inje??o de ?gua, tratamento e descarte da ?gua produzida, aumentando o tempo de viabilidade do projeto. Por outro lado, ? importante destacar tamb?m que, em alguns casos, ao aplicar as linhas de a??o, o Fator de recupera??o final ? menor, mas ainda sim as redu??es dos custos operacionais viabilizam a opera??o. / The development of an oil field can be understood as the set of actions necessary to put the field into production: drilling, injection systems, platforms, etc. This development the way will be made defines an alternative. Set a development of an oil field alternative is one of the most important tasks in the reservoir area, given that this definition affects the reservoir behavior, future decisions, economic analysis and consequently the resulting attractiveness of the defined project. This paper presents the implementation of a system based on genetic algorithm multiobjective optimizer NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), which offers a decision support tool and automates the search for alternatives to the development of the oilfield submitted to water injection process. Each alternative refers to how an oil field, known and defined, is put into production, that is, with respect to the determination of number and the disposition of producers wells and injectors in the field. The implementation of the algorithm is to find the production settings, in the long run, which provide the highest net present value (NPV), obtained from the initial investment cost, the price of oil, oil production and operation costs paid during the production time, considering the operational conditions economically viable, reducing operating costs and the time in the decision-making process. With the obtained results it was possible to observe that in many cases the application of the lines of action enabled relevant rise on the net present value (NPV) and also in the Recovery Factor, both seen in the end of the project. Considering the Case_36 of the mesh that has 300m, the Recovery Factor increased from 45,66% to 50,24%, a rise of almost 5 percentage points on the volume of oil recovered. In the light of what was presented, it may be perceived that the operations that alter (ascending or descending) the flow of water injection or that change the mesh?s layout on the field improve the profitability, reducing costs from the water injection, treatment and disposal of the produced water, increasing the duration of viability of the project. However, it is important to highlight that, in some cases, applying the lines of action, the final recovery factor is lower, but still the reductions of the operational costs will make the operation viable.
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Sistema embarcado para monitoramento de vari?veis f?sicas do rotor de m?quinas el?tricas

Fernandes, Jefferson Doolan 23 June 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-08-10T11:56:32Z No. of bitstreams: 1 JeffersonDoolanFernandes_TESE.pdf: 5693460 bytes, checksum: 2ae5f4cdcc029b8daacbc82c5c9de758 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-08-11T14:26:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JeffersonDoolanFernandes_TESE.pdf: 5693460 bytes, checksum: 2ae5f4cdcc029b8daacbc82c5c9de758 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T14:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JeffersonDoolanFernandes_TESE.pdf: 5693460 bytes, checksum: 2ae5f4cdcc029b8daacbc82c5c9de758 (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Com a grande utiliza??o de m?quinas el?tricas na ind?stria do petr?leo, principalmente nos m?todos de eleva??o, ? crescente a necessidade de se extrair informa??es dessas m?quinas para a otimiza??o das suas manuten??es. O presente trabalho mostra o desenvolvimento de um prot?tipo de um sistema embarcado para realizar o monitoramento das vari?veis f?sicas do rotor de um motor de indu??o do tipo gaiola de esquilo, transformando a energia magn?tica proveniente do campo girante do estator em energia el?trica para energizar o circuito do sistema embarcado, fornecendo mais dados para o diagn?stico da necessidade de manuten??o dessa m?quina. Esse sistema ? composto por: um circuito para adquirir o (s) valor (es) da (s) vari?vel (is) desejada (s) do rotor e enviar para o computador; um circuito retificador e armazenador, que al?m de converter uma tens?o alternada em cont?nua tamb?m armazenar? energia por um determinado tempo ap?s o desligamento do motor; e um dispositivo gerador que transforma a energia do campo girante em energia el?trica para alimentar os circuitos citados anteriormente. O sistema embarcado ? fixado no rotor de um motor de indu??o gaiola de esquilo de 5 CV, o que dificultaria a sua alimenta??o por estar girando. Esse problema foi solucionado com a constru??o do dispositivo gerador, descartando a necessidade de baterias ou an?is coletores e por utilizar o m?dulo de comunica??o sem fio NRF24L01, com frequ?ncia liberada pela ANATEL de 2.4GHz, na transmiss?o dos dados para o computador. Para a valida??o do sistema proposto, foi utilizado um sensor de temperatura (DS18b20), por ser uma das mais importantes vari?veis na identifica??o da necessidade de manuten??o. Testes foram realizados obtendo resultados satisfat?rios comprovando a viabilidade de se utilizar sensores no rotor. / With the wide use of electric machines in the oil industry, particularly in oil lifting methods, there is a growing need to extract information from the machines to optimize their maintenance. The present work shows the development of an embedded system to perform the monitoring of an squirrel cage induction motor rotor physical variables, transforming the magnetic energy from the stator rotating field into electrical energy to energize the embedded system circuit, providing further data for the machine maintenance diagnosis. The system comprises: circuit to acquire desirable rotor variable(s) value(s) and send it to thecomputer; a rectifier and power storege circuit that besides converting an alternating current in continuous also store energy for a certain amount of time to wait the motor engine shutdown; and magnetic generator that harvestenergy from rotating field to power the circuits mentioned above. The embedded system is set on the rotor of an 5 HP squirrel cage induction motor, making it difficult to power the system because it is rotating, problem solved with the construction of the magnetic generator eliminating the need of using batteries or collector rings and by using a wireless NRF24L01 module to send data to the computer. For the proposed system validation a temperature sensor (DS18b20) was applied, variable known as the most important when identifying the need for maintenance. Tests were made getting satisfactory results proving the viability of using sensors on the rotor.
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Uma abordagem utilizando aprendizagem por refor?o hier?rquica e computa??o paralela para o problema dos K-Servos

Costa, Mademerson Leandro da 09 June 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-18T20:55:13Z No. of bitstreams: 1 MademersonLeandroDaCosta_TESE.pdf: 1891375 bytes, checksum: 6977d7d34bb28c61fa6a511b98c8df53 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-24T22:28:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MademersonLeandroDaCosta_TESE.pdf: 1891375 bytes, checksum: 6977d7d34bb28c61fa6a511b98c8df53 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-24T22:28:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MademersonLeandroDaCosta_TESE.pdf: 1891375 bytes, checksum: 6977d7d34bb28c61fa6a511b98c8df53 (MD5) Previous issue date: 2017-06-09 / Um sistema de tarefas em espa?os m?tricos ? um modelo abstrato para uma classe de problemas de otimiza??o online, incluindo o problema de pagina??o de mem?ria, listas de acesso, problemas na ind?stria do petr?leo como o gerenciamento de sondas de produ??o terrestre (workover rigs) e de log?stica na produ??o de petr?leo offshore, o problema dos K-Servos, dentre outros. A utiliza??o da aprendizagem por refor?o na solu??o destes problemas, embora tenha se mostrado eficiente, est? restrita a uma classe simples de problemas, devido ? maldi??o da dimensionalidade inerente ao m?todo. Neste trabalho, apresenta-se uma solu??o que utiliza a aprendizagem por refor?o, baseada em t?cnicas de decomposi??o hier?rquica e computa??o paralela para solu??o de problemas de otimiza??o em espa?os m?tricos, com o objetivo de estender a aplicabilidade do m?todo a problemas complexos na ind?stria petrol?fera, contornando a restri??o da sua utiliza??o a problemas te?ricos de menor porte. A dimens?o da estrutura de armazenamento utilizada pela aprendizagem por refor?o para se obter a pol?tica ?tima cresce em fun??o do n?mero de estados e de a??es, sendo diretamente proporcional ao n?mero n de n?s e k de servos, fazendo com que o crescimento da complexidade do problema se d? de maneira exponencial (?????(??)). Para contorn?-lo, o problema foi modelado com um processo de decis?o em m?ltiplas etapas onde inicialmente utilizamos o algoritmo k-means como m?todo de agrupamento visando decompor o problema em subproblemas de menor dimens?o. Em seguida foi aplicado o algoritmo Q-learning nos subgrupos buscando-se atingir a melhor pol?tica de deslocamento dos servos. Nesta etapa, foram utilizadas t?cnicas de computa??o paralela para que os processos de aprendizado e armazenamento nos subgrupos fossem executados de forma paralela. Desta forma, a dimens?o do problema e o tempo total de execu??o do algoritmo foram reduzidos, viabilizando a aplica??o do m?todo proposto ?s grandes inst?ncias. A abordagem proposta apresentou melhores resultados quando comparada com a aprendizagem por refor?o cl?ssica e o m?todo guloso. Al?m de ter atingido ganhos de speedup e efici?ncia na avalia??o das m?tricas de desempenho paralelo. / A metrical task system is an abstract model for a class of online optimization problems, including paging, access lists, industry oil problems such as the management of workover rigs and logistics in the production of offshore oil, the problem of K-Servos, among others. The use of reinforcement learning to solving these problems, although proved to be efective, is restricted to a simple class of problems due to the curse of dimensionality inherent to the method. This work presents a solution that uses reinforcement learning based on hierarchical decomposition techniques and parallel computing to solve optimization problems in metric spaces. The use of these techniques allowed to extend the applicability of the method to more complex problems, bypassing the restriction of its use to smaller problems. As the size of the storage structure used by reinforcement learning to obtain the optimal policy grows as a function of the number of states and actions, which in turn is proportional to the number n of nodes and k of servers, it is noticed that their growth is given exponentially (?????(??)). To circumvent this, the problem was modeled with a multi-step decision process where we initially used the k-means algorithm as a grouping method to decompose the problem into smaller subproblems. Then, the Q-learning algorithm was applied in the subgroups, aiming at achieving the best server displacement policy. In this step, the learning and storage processes in the subgroups were executed in parallel. In this way, the problem dimension and the total execution time of the algorithm were reduced, making possible the application of the proposed method to the large instances. The proposed approach presented better results when compared to the classical reinforcement learning and the greedy method. In addition to achieving speedup and efficiency gains in the evaluation of parallel performance metrics. Keywords? Metrical Task Systems, The K-Server Problem, Curse of Dimensionality, Hierarchical Reinforcement Learning, Q-Learning Algorithm, Parallel Computing.
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Biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos totais de petróleo - enfoque na aplicação do processo terraferm

Berger, Thomas Michael January 2005 (has links)
Bodenkontaminationen durch Mineralölkohlenwasserstoffe sind ein weltweites Umweltproblem. Die Kontaminatiosquellen stehen im Zusammenhang mit Förderung, Lagerung, Transport, Verteilung und Endlagerung von Erdöl und Erdölprodukten. Brasilien beginnt zurzeit einen Prozess der Altlastenerfassung und –erkundung und in Konsequenz dessen auch die Suche nach geeigneten Sanierungstechniken. Biologische Prozesse spielen eine immer stärkere Rolle insbesondere bei der Sanierung von Bodenkontaminationen mit organischen Substanzen. Diese Prozesse gelten als “ökologisch korrekter” und sind im Vergleich mit anderen Techniken mit geringeren Kosten und technischen Aufwand durchführbar. Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendungsmöglichkeiten der biologischen Bodensanierung mittels des Terraferm® Verfahrens unter den Umweltbedingungen des Bundesstaates São Paulo, Brasilien zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurde der Boden einer MKW-kontaminierte Fläche (Mina de Argila) in der Raffinerie REPLAN der PETROBRÁS S/A in Paulínia -SP ausgekoffert. Es wurden zehn Bodenproben in Bezug auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften MKW, PAK, BTEX, Metalle (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), Wassergehalt, pH, Korngröße analysiert. Drei Proben mit durchschnittlichen MKW-gehalten wurden zur Überprüfung der biologischen Sanierbarkeit und der Bestimmung der Kontrollparameter für den später Sanierungsdurchführung Säulenversuchen unterzogen. Insgesamt wurden 72.384t kontaminierten Bodens ausgekoffert, wovon 21.050t der Abfallklasse II (nach NBR 10004) zugeordnet wurden und direkt auf eine Mülldeponie verbracht wurden. Es wurden 51.334t der Abfallklasse 1 in die Bodenreinigungsanlage der Firmen SAPOTEC/ESTRE in Paulínia - SP mittels des Terraferm® Verfahrens behandelt. Dieses Verfahren ist darauf ausgelegt, alle für den biologischen Abbau nötigen Prozessparameter im Optimum zu halten. Die Behandlung erfolgt in Hallen auf versiegeltem Untergrund und die dabei freigesetzten Schad- und Geruchsstoffe werden gefasst und einer Abluftreinigung zugeführt. Nach der Vorbehandlung (Aussortierung von Störstoffen, Zugabe von Strukturmaterial, Durchmischung) mittels speziellem Aufbereitungsaggregat wurden insgesamt elf Behandlungsmieten aufgesetzt. Der Sauerstoffgehalt, Bodenfeuchte und Nährstoffgehalte wurden im Optimalbereich gehalten. Die Analysen und die Säulenversuche bestätigten die biologische Sanierbarkeit des Bodens. Die Abbauraten in den Säulenversuchen lagenzwischen 70,2% und 88,6% in 14 Tagen. Diese hohen Abbauraten lassen sich durch die Zusammensetzung der MKW begründen, die sich hauptsächlich aus gut abbaubaren n-Alkanen und iso-Alkanen bestehen. Die durchschnittliche Abbaurate bei den elf Behandlungsmieten lag bei 80,88%, wobei die niedrigste bei 54,71% und die höchste Abbaurate bei 97,97% lagen. Die statistische Auswertung ergab, dass sich die Mittelwerte der MKW-gehalte während der Behandlung signifikant voneinander unterscheiden (<0,01). Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Versuche bestätigen den erfolgreichen Einsatz des Terraferm® Verfahrens unter Umweltbedingungen des Bundesstaates São Paulo, Brasilien. Die starke Variabilität der Abbauraten in den Behandlungsmieten deutet aber auf einen weiteren Forschungsbedarf, insbesondere hinsichtlich des Temperatur-einflusses, hin. / Contaminações de solos com hidrocarbonetos de petróleo são um problema ambiental com abrangência mundial devido à alta demanda de produtos refinados de petróleo. As fontes são múltiplas e estão relacionadas à exploração, produção, armazenamento, transporte, distribuição e à destinação final de petróleo e seus derivados. Hoje o Brasil está iniciando um processo de avaliação e cadastramento de suas áreas contaminadas e, conseqüentemente, está procurando alternativas para a remediação das mesmas. Processos biológicos estão ganhando cada vez mais importância no tratamento, especialmente de solos contaminados com compostos orgânicos. Estes métodos são favorecidos por serem mais limpos, com custos baixos e de mais fácil aplicação em escala industrial. Assim, com o objetivo de verificar a aplicabilidade da biorremediação através do processo Terraferm® às condições ambientais do Estado de São Paulo, Brasil, foi realizada a remediação ex situ de uma área contaminada com TPH, chamada Mina de Argila na Refinaria de Paulínia – REPLAN da PETROBRÁS S/A, em Paulínia - SP. Foram analisadas dez amostras de solo contaminado em relação aos parâmetros físico-químicos TPH, PAH, BTEX, metais (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), umidade, pH, oxigênio e granulometria. Três amostras com valores médios de TPH foram submetidas a ensaios de coluna para verificação da biotratabilidade do material e para definição de parâmetros de controle do processo em escala industrial. Foram removidos um total de 72.384t de material contaminado. Deste total, 21.050t foram classificadas como resíduo classe II segundo a NBR 10004 e encaminhadas para um aterro sanitário, e 51.334t foram classificadas como resíduo classe I, sendo destinadas à estação de biorremediação das empresas SAPOTEC/ESTRE, em Paulínia - SP. O solo contaminado foi tratado com o processo Terraferm®, que visa à otimização dos parâmetros que influenciam diretamente a atividade microbiana necessária para a biodegradação. O tratamento é feito em galpões com piso impermeabilizado e com um sistema de captação e tratamento das emissões geradas durante o processo de biodegradação. Após o pré-tratamento em máquina especial, que consiste na separação dos materiais não-tratáveis, na homogeneização e na adição de material estrutural, o solo contaminado foi colocado em onze pilhas de tratamento. Os fatores chave como o teor de oxigênio, a umidade e os nutrientes foram mantidos nas faixas consideradas ótimas. A caracterização química e o ensaio de coluna comprovaram a biotratabilidade do solo. Noensaio em coluna, obteve-se taxas de degradação entre 70,2% e 88,6% em 14 dias. Essas taxas altas são explicadas pela composição do TPH que consiste, neste caso, basicamente de n-alcanos e iso-alcanos considerados de fácil degradação biológica. A taxa média de degradação obtida no tratamento das onze pilhas foi de 80,88%, sendo a menor de 54,71% e a maior de 97,97%. Na análise estatística, verificou-se que as médias das concentrações de TPH durante cada período de tratamento diferem significativamente (<0,01). O trabalho conclui que o processo Terraferm® foi aplicado com sucesso nas condições ambientais do Estado de São Paulo, Brasil. Entretanto, os resultados do tratamento mostram uma alta variabilidade das taxas de degradação nas pilhas, que indica a necessidade de novas pesquisas, especialmente sobre a influência da temperatura no processo. / Soil contaminations with petroleum hydrocarbons are a worldwide environmental problem due to the high demand for refined petroleum products. Contamination sources are multiple and related to the exploration, production, storage, transportation, distribution, and final disposal of petroleum and its derivatives. Nowadays Brazil is starting to assess and record its contaminated areas and consequently search for alternatives for their remediation. Biological processes are gaining more and more importance, specially in the treatment of soils contaminated by organic compounds. These methods are favored for being cleaner, with lower costs, and more easily applicable to industrial scale. Therefore, with the objective of verifying the applicability of bioremediation to the environmental conditions of São Paulo State, Brazil, the ex situ remediation of a contaminated area by TPH was carried out by using the Terraferm® process. The area called Mina de Argila was located in the Paulínia Refinery – REPLAN, which belongs to PETROBRÁS S/A (the country's leader in the exploration, production, and distribution of petroleum products). Ten samples of contaminated soil were analyzed in relation to the physical-chemical parameters TPH, PAH, BTEX, metals (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), humidity, pH, oxygen and texture. Three samples with average values of TPH were submitted to column tests in order to assess the material biotreatability and define the control parameters of the process on industrial scale. A total of 72,384t of contaminated soil were removed. From this total, 21,050t were classified as class II waste according to NBR 10004 and sent to a landfill, and 51,334t were classified as class I waste and sent to the bioremediation plant of the companies SAPOTEC/ESTRE, in Paulínia – São Paulo State. The contaminated soil was treated with the Terraferm® process whose purpose is to optimize the parameters which directly influence the microbial activity necessary for biodegradation. The treatment was carried out in sheds with waterproof floor and a collection and treatment system for the emissions generated in the biodegradation process. After the treatment in a special machine, which consists in separating non-treatable materials, homogenizing, and adding structural material, the soil was placed into eleven treatment piles. The oxygen content, humidity, and nutrients were kept within a range considered optimum. The chemical characterization and the column test proved the soil biotreatability. In the column test, the degradation rates were between 70.2% and 88.6% in 14 days. These high rates are due to the TPHcomposition, which in this case basically consists in n-alkenes and iso-alkenes of easy biological degradation. The average degradation rate verified in the treatment of the eleven piles was of 80.88%, the lowest being 54.71% and the highest 97.97%. In the statistical analysis, it was verified that the average concentrations of TPH during each treatment period differ significantly (<0.01). The conclusion of this work is that the Terraferm® process was successfully applied to the environmental conditions of São Paulo State. However, the treatment results show a high variability in the degradation rates of the piles, which indicates the need for further research, specially on the influence of temperature on the process.
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Avaliação da molhabilidade de superficies de oleodutos atraves de medidas de angulo de contato : efeito de aslfaltenos e de acidos naftenicos

Santos, Ronaldo Gonçalves dos 19 March 2003 (has links)
Orientadores: Rahoma Sadeg Mohamed, Watson Loh / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RonaldoGoncalvesdos_M.pdf: 2592752 bytes, checksum: 0b29b2d43cb92bfcf2b5329b8efb1f8c (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O alto custo de produção e transporte dos óleos pesados é a principal barreira para a exploração das suas abundantes reservas mundiais. Tecnologias de fluxo de petróleo em oleodutos baseadas no confinamento do óleo em uma seção anular aquosa, conhecidas como core-flows, têm surgido como alternativa viável para o transporte desses óleos. O efeito lubrificante do filme aquoso conduz à reduzidos valores de viscosidade e, conseqüentemente, ao baixo consumo de energia. Um possível problema associado com esta tecnologia é o acumulo gradual do óleo sobre a superfície interna da tubulação, requerendo o uso de procedimentos de limpeza. Este trabalho é baseado na investigação dos efeitos de componentes polares do petróleo sobre a molhabilidade de tais superfícies por óleos crus através de medidas de ângulo do contato em sistemas óleo pesado/fase aquosa/superfície metálica. Asfaltenes e ácidos naftênicos foram removidos do óleo cru por floculação com n-alcanos e por tratamento com solução alcalina, respectivamente. Como superfícies metálicas modelos, aço comercial e aço galvanizado foram utilizados, e as fases aquosas estudadas compreenderam água para e soluções de cloreto de sódio e de meta-silicate de sódio a 1%. Ângulos de contato estáticos foram determinados através da deposição de uma gora de óleo sob a superfície metálica na presença de uma fase aquosa... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: High cost of recovery and transport of heavy crude oils is the main barrier for the exploration of their abundant reserves worldwide. The technology of oil flow in pipelines assisted by its confinement within an annular aqueous section, known as core-flow, represent a viable alternative for the transport of these oils. The lubricating effect of the aqueous film leads to reduced equivalent viscosities and, hence, low energy consumption. One of the possible problems associated with this technique is the gradual accumulation of oil on the inner pipeline surfaces, requiring the use of cleaning procedures. This work is aimed at investigating the roles of the oil polar components on the wetting of such surfaces by crude oil through contact angle measurements in systems containing heavy oil/aqueous phase/metallic surfaces. Asphaltenes and naphthenic acids were removed from the crude oil, respectively, by flocculation with alkanes and by washing with alkaline solution. As model metallic surfaces, commercial and galvanized steel were used; and the studied aqueous phases comprised pure water, 1% sodium chloride and sodium meta-silicate solutions. Static contact angles were determined via the placement of an oil droplet under the metallic surface in the presence of an aqueous phase. These measurements revealed small influence of the nature of the metallic surfaces on the observed wettability... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química
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Ao amigo Franckie, do seu Lobato : estudo da correspondencia entre Monteiro Lobato e Charles Franckie (1934-37) e sua presença em O Escandalo do Petroleo (1936) e O Poço do Visconde (1937) / To my friend Frankie, from your Lobato

Chiaradia, Kátia, 1978- 12 August 2018 (has links)
Orientador: Marisa Lajolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Estudos da Linguagem / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chiaradia_Katia_M.pdf: 7026527 bytes, checksum: c5337efd819252dba149bf25ce41b7e5 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Durante o período de 1934 a 1937, estreitaram-se as relações entre Monteiro Lobato e o suíço Karl Werner Franke, engenheiro do petróleo que, imigrado em junho de 1920, passa a chamar-se Charles Frankie. Lobato e Frankie trocaram nesse período de três anos mais de cem missivas1 além de alguns documentos técnicos relacionados à exploração do petróleo brasileiro. Nessas cartas, Lobato, além de se familiarizar com alguns termos técnicosgeológicos da exploração petrolífera, faz críticas contundentes ao Código de Minas de 1934 e ao "atraso brasileiro" e protagoniza a história das primeiras companhias petrolíferas do Brasil. Em outros momentos da correspondência, entram em discussão questões acerca da parceria na tradução e prefaciação de A luta pelo Petróleo, de Essad Bey, Lobato e Franckie discutem literatura e seus aspectos, como os requisitos para uma boa tradução, ou os critérios para um livro bem editado e bem distribuído. Os exemplares d'A luta são tidos, por ambos, como propulsores de uma nova Era para as pesquisas petrolíferas. Acabei A Luta do Petróleo. O editor daqui pagará 500 marcos ao editor alemão, de direitos, e nós daremos nosso trabalho de tradução de graça em troca de 1000 exemplares para distribuirmos pelo congresso federal e estadual e mais gente do governo que não tem a menor idéia do que seja o petróleo. Vou agora fazer o meu prefácio. Você fará o seu - e num apêndice porei no fim a Lei de Minas, precedida duma introdução maquiavélica em que se foi a Standart que mandou fazer aquela lei cheia de embaraços, para que ela pudesse sossegadamente ir adaptando as terras petrolíferas até o dia em que entenda-se em explorar petróleo.2 Aí então cairá a Lei de Minas atual, que se terá aproveitado a ela, e virá uma nova que a favoreça. ... O livro é que vai abrir os olhos dessa gente, mostrando a significação do petróleo. Ninguém sabe. Este país é uma burrada imensa...(...) Fundação de companhias, críticas a uma legislação falha e a busca de uma que privilegie os interesses nacionais da exploração do petróleo, relações cotidianas de perfuração, implicações políticas de um livro: é disso basicamente que se ocupam tais cartas, representativas dessa parceria "político-ideológicoliterária". A dissertação em questão estuda o cruzamento dessa correspondência entre Lobato e Frankie com a ficção O poço do visconde e a prosa crítica sóciopolítica de O Escândalo do Petróleo, apontando semelhanças e divergências na abordagem do mesmo tema por diferentes gêneros / Abstract: The years from 1934 to 1937 made closer the relationship between Monteiro Lobato and the Swiss oil engineer Karl Werner Frankie, who immigrated in June of 1920, changing his name to Charles Frankie. Lobato and Frankie sent each other more than a hundred mails4 in this period of three years, further than technical documents about the Brazilian oil exploration. In these letters, Lobato uses technical terms of the oil exploration to strongly criticize the National Mining Code of 1934 and the "Brazilian delay", being part of the history of the first oil companies of Brazil. In other moments of their contact, they debated about their partnership to translate and make a foreword for Flüssiges Gold, by Essad Bey. Lobato and Frankie discussed literature and it aspects, as the requirements for a good translation or the caracteristics of a well published book. The copies of Flüssiges Gold are, for both, of great importance to begin a new Age for the oil researches. I finished Flüssiges Gold. The publisher from here will pay 500 marks to the german publisher, for the rights. We will have as payment for our work of translation 1000 copies to distribute to the national congress, the state congress and more people from the government who don't have any idea of what is the oil. Now I will do my foreword. You will do yours - and in an appendix I will put the Mining Code, preceded by a machiavellian introduction, which will bring the Standart as responsible for that confuse law, interested in smoothly adapt the oil lands, until the day when people start to explore oil.5 Then the Mining Code will fall, and it will brings up a better one. ... The book will open the eyes of these people, showing them the meaning of the oil. Nobody knows it.This country is a great foolish...(...) Foundation of companies, critics to a legislation filled with fails and the search for one which privileges national interests of oil exploration, daily drills, and political implications of a book: these are basically the subjects of these letters, which represent this political, ideological and literary partnership. This dissertation studies the relation between the letters of Lobato and Frankie with the fiction O poço do visconde and political and social prose O Escândalo do Petróleo, pointing aspects in agreement or not of these different approaches of the same subject / Mestrado / Literatura Brasileira / Mestre em Teoria e História Literária
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Avaliação da qualidade dos modelos de fraturamento hidraulico / Evaluation of the quality of the hydraulic fracturing models

Damas, Renato Gomes 14 August 2018 (has links)
Orientadores: Philippe Remy Bernard Devloo, Sonia Maria Gomes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:00:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damas_RenatoGomes_M.pdf: 3286162 bytes, checksum: 85d0d261382f505e55d4f5544f378238 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho avalia-se três modelos que retratam o processo de fraturamento hidráulico. O primeiro, desenvolvido por Fernandes [1998], trata-se de um modelo semi- nalítico cuja formulação fundamenta-se na taxa constante de injeção de fluido fraturante. Esse modelo apresenta como vantagem a simplicidade dos cálculos e a obtenção imediata dos resultados, por outro lado tem seu campo de atuação limitado a intervalos específicos de eficiência volumétrica para os quais foi elaborado. Os outros dois são modelos numéricos desenvolvidos por Devloo et al. [2001] e Devloo [2001]. Incorporam em seu equacionamento taxa variável de injeção e por efetuarem cálculos iterativos são independentes quanto a eficiência volumétrica do processo. Os resultados dos modelos numéricos foram comparados com os do modelo semi-analítico. Buscando-se, desta forma, validar os modelos numéricos para o uso em simulações de fraturamento hidráulico, principalmente para as condições de injeção de água presentes em poços com alta porosidade. Pretende-se com isso oferecer maior liberdade e flexibilidade durante o planejamento da operação de fraturamento. Oferecendo ao projetista a possibilidade de adoção de taxa injeção variável, períodos sem injeção intercalados com períodos com injeção, liberdade para utilização de diferentes fluidos fraturantes entre outros benefícios. / Abstract: The purpose of this research has been evaluated three models of hidraulic fracturing. The first one, developed byFernandes [1998], is a semi-analytical model whose formulation is based on a constant rate of injection of fracturing fluid. This model presents as advantage the simplicity of the calculations and the immediate attainment of the results, on the other hand its performance is limited at specific intervals of volumetric efficiency for which it was elaborated. The others two are numerical models developed by Devloo et al. [2001] and Devloo [2001]. They incorporate variable injection rate and due to the iterative calculations they are not limited in a range of volumetric efficiency of the process. The results of the numerical models had been compared with the ones of the semianalytical model. Searching, in such a way, to validate the numerical models for the use in simulation of hydraulic fracturing, mainly for the characteristic conditions of water injection present in wells with high porosity. It is intended with this to provide freedom and flexibility during the planning of the operation of fracturing. Offering to the designer the possibility to use variable injection rate, periods without injection intercalated with periods with injection, freedom to choose differents fracturing fluids among others benefits. / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil
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Formulação e propriedades reologicas e coloidais de emulsões oleo em agua para aplicação em processos de escoamento de oleos pesados / Formulation, rheology and colloidal properties of oil-in-water emulsion for transportation of heavy crude oil

Santos, Ronaldo Gonçalves dos 10 September 2007 (has links)
Orientadores: Watson Loh, Antonio Carlos Bannwart / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T07:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RonaldoGoncalvesdos_D.pdf: 3351599 bytes, checksum: e5f17ac5f9d0db6db39884f2b5c5ec78 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Emulsões óleo em água (o/a) têm sido propostas como alternativa aos métodos convencionais para redução dos problemas associados ao escoamento, causados pela alta viscosidade destes óleos. Nestas emulsões, o óleo se encontra disperso na fase aquosa sob a forma de gotículas e pode ser bombeado sem necessariamente entrar em contato com as paredes do duto, reduzindo os efeitos viscosos e ampliando a capacidade de transferência. Neste trabalho, realizou-se um estudo experimental sobre a aplicação de emulsões de óleo em água (o/a) no transporte de óleos pesados brasileiros. Emulsões contendo 50-70% de óleo disperso foram preparadas sob diferentes parâmetros da formulação fisico-química, permitindo adequação de suas propriedades às exigência da aplicação. Eficaz protocolo de preparação produziu gotas com diâmetro médio de Sauter D3,2da ordem de 10-50 micrômetros e com distribuição de diâmetros obedecendo a uma distribuição lognormal. A reologia e a estabilidade das emulsões foram dependentes do diâmetro médio de gota e da distribuição de tamanhos. Emulsões mostraram alta estabilidade sob condições severas de avaliação. A emulsificação reduziu a viscosidade de 1.000 cP do óleo original para 30-150 cP da emulsão o/a, produzindo decréscimo de cerca de 30 vezes na viscosidade do óleo. As emulsões mostraram comportamento pseudoplástico descrito pela lei de potência (modelo de Ostwald-de Waele), apresentando influência do envelhecimento. O óleo cru pode.ser recuperado pela quebra da emulsão utilizando desemulsificantes comerciais, produzindo BS&W de cerca de 5%. Um sistema' de fluxo experimental em escala piloto com comprimento reto de teste de 3 m foi constiuído com tubulação de aço API com % in d.i. para ensaios de escoamento das emulsões. A viscosidade foi calculada a partir de dados de queda de pressão. A viscosidade de emulsões óleo em água com 50%, 60% e 70% de óleo disperso foi adequadamente prevista pela lei de potência, mostrando valores até 100 vezes menor que a viscosidade do óleo em escoamento a 500 S.I. As perdas de carga observadas durante o escoamento de emulsões são até 20 vezes inferior às do óleo em fluxo monofásico, o que também se verifica através da estimativa da potência requerida de bombeio. As emulsões óleo em água produzidas neste estudo mostram a viabilidade técnica da aplicação de emulsões óleo em água para o escoamento de óleos pesados, incluindo operações de elevação e transporte em oleodutos convencionais. / Abstract: Use of oil-in-water (o/w) emulsions for transportation of heavy crude oils has been proposed as altemative means of reducing problems associated with difficulties in transport of these fluids for their high viscosity, with some advantages over the currently used methodologies. In these emulsions, oil is dispersed as stabilized droplets allowing its transportation with low pressure drops and avoiding oil contact with the pipeline walls. This study involved the experimental evaluation of o/w emulsions for the transportation of Brazilian crude oils. Emulsions containing 50-70% oi! were prepared with different formulations. An efficient methodology of preparation produced emulsions with droplet diameters (Sauter diameter, D3,2) in the range of 10-50 micrometers and a log-normal size distribution. Rheology and stability of these emulsions depend on their average diameters and size distributions. These emulsions displayed high stability under severe conditions (centrifugation). Using this approach, oil viscosity of around 1 000 cP was reduced to 30-150 cP. These emulsions display a pseudoplastic rheological behavior following the power law described by the Ostwald-de Waele model, which changed with their aging. Crude oil could be recovered after emulsification using commercial additives, producing BS&W values of 5 %, which could be further reduced with more severe treatments (down to 0.5 %). An experimental set-up was built for flow assays in pilot scale with 3 m length for measurements made of API steel with :;4 in (i.d.). Viscosity was obtained from drop pressure data. The power law adequately adjusted emulsions containing several oil contents. Emulsions viscosity was found to. be up to 100 times lower tIutn the oil viscosityat 500 S-I and drop pressure in the emulsion flow was 20 times lower than q,il monophasic flow. In summary, all of these measurements confirm the viability of these emulsions for use in transportation of heavy crude oils, induding their lift and transportation in conventional pipelines. / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

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